110kV变电所设计

摘要

为满足经济发展的需要，根据有关单位的决定修建1座110KV变电所。

本工程初步设计内容包含变电所电气设计，新建的盐北变电所从110KV侧东郊变电所受电，其负荷分为35KV和10KV两个电压等级。

通过技术和经济比较，现采用下列方案： 1. 内设两台三绕组变压器，电压等级为121/37.8/11。 2. 110KV进线采用内桥接线形式。

3. 本工程初步设计内容包括变电所电气设计。 4. 35KV和10KV配电装置同样采用单母线分段接线。 5. 所用电分别从10KV两端母线获得。

关键词：

变电所 主变压器 潮流计算 短路计算 设备选型

第 1 页 共 75 页

河海大学2001年级电气工程及自动化专业（函授）毕业设计 muyu0991

SUMMARY

For satisfying the demand that economy development, the authorities concerned decide to construct a YanBei transformer substation.

This engineering first step design contents includes the transformer substation of electric Design. The new-et up salt a YanBei transformer substation obtain power form Dong Jiao substation (110KV) . There are two kinds of local loads in the substation,. One is 35KV,the other is 10KV.

Pass the technique to compare with the economy, adopt the following scheme now:

1. There are two three-winding transformers in the substation. Voltage grade adopt 121KV 38.5KV and 11KV. 2. For 110KV main electrical connections shall adopt inside bridge connection. 3. The 110KVenters the line 2 return, The adoption builds trolley wire. 4. For 35KV and 10KV main electrical connections employ single sectionalized bus.

5. Auxiliary power system get power form the 10KV sectionalized bus.

Key phrase:

Change to give or get an electric shock Main transformer Current calculation Short circuit calculation

The equipments choose the type

第 2 页 共 75 页

河海大学2001年级电气工程及自动化专业（函授）毕业设计 muyu0991

目录

第一章: 原始资料分析 第五页 第二章: 110KV变电所接入系统设计 第七页 第三章: 110KV变电所地方供电系统设计 第九页 第四章: 110KV变电所主变选择 第十九页 第五章: 所用变选择 第六章: 主接线设计 第七章: 主接线设计 第八章: 变电所电气设备选择 第九章: 继电保护配置 第十章:配电装置及电气总平面布置设计

第 3 页 共 75 页

第二十九页 第三十 页 第三十三页 第四十五页 第七十 页 第七十一页 河海大学2001年级电气工程及自动化专业（函授）毕业设计 muyu0991

110KV变电所设计说明书

根据河海大学《电气工程及其自动化》专业（函授）毕业设计任务书的要求，设计110KV变电所。

110KV变电所，采用双回110KV线路接入系统。35KV、10KV配电线路均采用双回线供电。

110KV采用内桥接线，安装两台SFPSZ9-75000/110三相三线圈变压器。35KV、10KV母线采用单母线分段接线。

第 4 页 共 75 页

河海大学2001年级电气工程及自动化专业（函授）毕业设计 muyu0991

第一章 原始资料分析

一、原始资料

1、 待建110KV变电站从相距30km的110KV盐城东郊变电站受电。

2、 待建110KV变电站年负荷增长率为5%，变电站总负荷考虑五年发展规划。 3、 地区气温:

﴾1﴿年最高气温35℃，年最低气温 –15℃。 ﴾2﴿年平均气温15℃。

4、待建110KV变电所各电压级负荷数据如下表: 电压等级 A B 造纸厂 线路名称 最大负荷 COSФ （MW） 20 15 11 20 15 3 2 1 1.2 0.8 2 0.85 0.8 0.8 0.8 0.85 0.85 0.85 0.8 0.8 0.8 0.8 负荷级别 1 1 2 2 1 1 2 2 2 2 1 供电距离（KM） 10 12 8 7 10 1.5 2.5 1.0 1.5 1.0 1.5 3500/ 0.85 Tmax 及 同时率 5000/ 0.9 35KV 化工厂 冶炼厂 A B 毛纺厂 10KV 水泥厂 纺织厂 水厂

二、对原始资料的分析计算

为满足电力系统对无功的需要，需要在用户侧装设电容器，进行无功补偿，使用户的功率因数提高，35kV线路用户功率因数提高到0.9为宜，10kV线路用户功率因数应不低于0.9。

根据原始资料中的最大有功及调整后的功率因数，算出最大无功，可得出以下数

第 5 页 共 75 页

河海大学2001年级电气工程及自动化专业（函授）毕业设计 muyu0991

据:

电压 等级 线路 名称 最大 有功 最大 无功 COSФ 负荷级别 Tmax 同时率 （MW） （MVAr） 35KV A B 造纸厂 化工厂 冶炼厂 10KV A B 毛纺厂 水泥厂 纺织厂 水厂

20 15 11 20 15 3 2 1 1.2 0.8 2 9.19 7.27 5.33 9.19 7.27 1.46 0.92 0.49 0.58 0.39 0.92 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 0.9 1 1 2 2 1 1 2 2 2 2 1 3500 0．85 5000 0．9

第 6 页 共 75 页

河海大学2001年级电气工程及自动化专业（函授）毕业设计 muyu0991

第二章 110KV变电所接入系统设计

一、 确定电压等级

输电线路电压等级的确定应符合国家规定的标准电压等级。选择电压等级时，应根据输送容量和输电距离，以及接入电网的额定电压的情况来确定，输送容量应该考虑变电所总负荷和五年发展规划。因此待建110KV变电所的最高电压等级应为110kV。

二、确定回路数

110KV变电所建成后，所供用户中存在Ⅰ、Ⅱ类重要负荷，因此110KV盐北变电所应采用双回110KV线路接入系统。

三、确定110KV线路导线的规格、型号

由于待建110KV变电所距离受电110KV盐城东郊变电站30KM，处于平原河网地区，因此应采用架空线路，导线选择LGJ型。

四、110KV线路导线截面选择

导线截面积选择的一般方法是：先按经济电流密度初选导线标称截面积，然后进行电压损失的校验

1、待建110KV盐北变电所总负荷的计算

~S35 =P35+jQ35 =20＋15＋11＋20＋15＋j(9.19+7.27+5.33+9.19+7.27+)

=81+j38.25

~S35（1+5%）＝（81+j38.25）×1.28＝103.7+j49 S35＝114.8

~S10 =P10+jQ10 =3+2+1+1.2+0.8+2+j(1.46+0.92+0.49+0.58+0.39+0.92)

=10+j4.76

~S10（1+5%）＝（10+j4.76）×1.28＝12.8+j6.1 S10 =14.2

~S110=K110[K35~S35+K10~S10]（1+5%）

5

5

55

=0.95[0.9(81+j38.25)+0.85(10+j4.76)]*1.05 =98.7+j46.65 S110=√(98.72 + 46.652 ) = 109.2

COSΦ= P110 / S110 =98.7/109.2 = 0.9

第 7 页 共 75 页

河海大学2001年级电气工程及自动化专业（函授）毕业设计 muyu0991

2、根据Tmax查图3－1，软导线经济电流密度表，确定Jec

P35*Tmax35+P10*Tmax10 81*5000+10*3500

Tmax= —————————— = —————————— = 4835(小时) P35+P10 81+10

查图3－1得Jec＝1.15（A/mm2）

3、计算导线的经济截面积SJ，查附表1－21找出S选

IJ 0.5S110/（√3 UN） (0.5*109.2/1.732*110)*103

SJ=—— = ———————— = ———————————— =249.2(mm2) J J 1.15

4、结论：选取导线规格为2回LGJ－240/40 5、对所选导线进行校验； (1)、按机械强度校验

S选=LGJ-240/40 大于 LGJ-35 ，符合要求。 (2)、接电晕校验

S选=LGJ-240/40 大于 LGJ-70 ，符合要求。 （3）、按电压降校验 ① 正常运行时：n=2

PR+QX 98.7×0.12×30＋46.65×0.4×30

△U％=————= —————————————————×100％

22

2UN 2×110

＝3.8% < 10% ，符合要求。

②故障运行时，考虑一条回路因故障切除，另一条回路能保证全部负荷供电

PR+QX 98.7×0.12×30＋46.65×0.4×30

△U％=————= —————————————————×100％

22

UN 110

＝7.6% < 15% ，符合要求。

结论：本变电所经上述计算、校验，决定采用2回LGJ－240/40导线接入系

统。

第 8 页 共 75 页

河海大学2001年级电气工程及自动化专业（函授）毕业设计 muyu0991

第三章 110KV变电所地方供电系统设计

一、 35KV A线路设计 1、确定回路数

35KV A线路所供用户为Ⅰ类重要负荷，因此应采用双回线路供电。 2、确定线路导线的规格、型号

由于待建110KV变电所处于平原河网地区，因此采用架空线路，导线选择LGJ型。

3、线路导线截面选择 (1)35KV A线路总负荷的计算 ~S35 =P35+jQ35 =(20＋j9.19)*(1+5%)

5

= 25.5+ j11.7

S35=√(25.52 + 11.72 ) = 28.1

COSΦ= P110 / S110 =25.5/28.1 = 0.9

(2)根据Tmax查图3－1，软导线经济电流密度表，确定Jec

Tmax= 5000(小时)

查图3－1得Jec＝1.12（A/mm2）

(3)计算导线的经济截面积SJ，查附表1－21找出S选

IJ 0.5S35/（√3 UN） (0.5*28.1/1.732*35)*103

SJ=—— = ———————— = ——————————— =209(mm2) J J 1.12 (4)结论：选取导线规格为2回LGJ－185/30

4、对所选导线进行校验； (1)、按机械强度校验

S选= LGJ－185/30大于 LGJ-35 ，符合要求。 (2)、接电晕校验

S选= LGJ－185/30 大于 LGJ-70 ，符合要求。 （3）、按电压降校验

①正常运行时：n=2

PR+QX 25.5×0.17×10＋11.7×0.38×10

△U％=————= —————————————————×100％

22

2UN 2×35

＝3.5% < 10% ，符合要求。

第 9 页 共 75 页

河海大学2001年级电气工程及自动化专业（函授）毕业设计 muyu0991

②故障运行时，考虑一条回路因故障切除，另一条回路能保证全部负荷供电 PR+QX 25.5×0.17×10＋11.7×0.38×10

△U％=————= —————————————————×100％

22

UN 35

＝7% < 15% ，符合要求。

二、35KV B线路设计 1、确定回路数

35KV B线路所供用户为Ⅰ类重要负荷，因此应采用双回线路供电。 2、确定线路导线的规格、型号

由于待建110KV变电所处于平原河网地区，因此采用架空线路，导线选择LGJ型。

3、线路导线截面选择 (1)35KV B线路总负荷的计算

~S35 =P35+jQ35 =(15＋j7.27)*(1+5%)=19.1+ j9.3 S35=√(19.12 + 9.32 ) = 21.2

COSΦ= P110 / S110 =19.1/21.2 = 0.9 (2)根据Tmax查图3－1，软导线经济电流密度表，确定Jec Tmax= 5000(小时)

查图3－1得Jec＝1.12（A/mm2）

(3)计算导线的经济截面积SJ，查附表1－21找出S选

IJ 0.5S35/（√3 UN） (0.5*21.2/1.732*35)*103

SJ=—— = ———————— = ——————————— =156.1(mm2) J J 1.12 (4)结论：选取导线规格为2回LGJ－150/25

4、对所选导线进行校验； (1)、按机械强度校验

S选=LGJ-150/25 大于 LGJ-35 ，符合要求。 (2)、接电晕校验

S选=LGJ-150/25 大于 LGJ-70 ，符合要求。 （3）、按电压降校验

① 正常运行时：n=2

第 10 页 共 75 页

5

河海大学2001年级电气工程及自动化专业（函授）毕业设计 muyu0991

PR+QX 19.1×0.21×12＋9.3×0.387×12

△U％=————= —————————————————×100％

22

2UN 2×35

＝3.7% < 10% ，符合要求。

②故障运行时，考虑一条回路因故障切除，另一条回路能保证全部负荷供电 PR+QX 19.1×0.21×12＋9.3×0.387×12

△U％=————= —————————————————×100％

22

UN 35

＝7.4% < 15% ，符合要求。

三、35KV 造纸厂线路设计 1、确定回路数

35KV 造纸厂线路所供用户为Ⅱ类重要负荷，因此采用双回线路供电。 2、确定线路导线的规格、型号

由于待建110KV盐北变电所处于平原河网地区，因此采用架空线路，导线选择LGJ型。

3、线路导线截面选择

(1)35KV 造纸厂线路总负荷的计算

~S35 =P35+jQ35 =(11＋j5.33)*(1+5%)=14+ j6.8 S35=√(142 + 6.82 ) = 15.56 COSΦ= P110 / S110 =14/15.56 = 0.9

(2)根据Tmax查图3－1，软导线经济电流密度表，确定Jec Tmax= 5000(小时)

查图3－1得Jec＝1.12（A/mm2）

(3)计算导线的经济截面积SJ，查附表1－21找出S选

3

IJ 0.5S35/（√3 UN） (0.5*15.56/1.732*35)*10

SJ=—— = ———————— = ——————————— =114.6(mm2) J J 1.12

(4)结论：选取导线规格为2回LGJ－120/25 4、对所选导线进行校验； (1)、按机械强度校验

S选=LGJ-120/25 大于 LGJ-35 ，符合要求。

第 11 页 共 75 页

5

河海大学2001年级电气工程及自动化专业（函授）毕业设计 muyu0991

(2)、接电晕校验

S选=LGJ-120/25 大于 LGJ-70 ，符合要求。

（3）、按电压降校验

①正常运行时：n=2

PR+QX 14×0.22×8＋6.8×0.39×8

△U％=———— = ———————————————×100％

22

UN 35

＝3.7% < 10% ，符合要求。

②故障运行时，考虑一条回路因故障切除，另一条回路能保证全部负荷供电

PR+QX 14×0.22×8＋6.8×0.39×8

△U％=————= ———————————————×100％

22

UN 35

＝7.4% < 15% ，符合要求。

四、 35KV 化工厂线路设计 1、确定回路数

35KV 化工厂线路所供用户为Ⅱ类重要负荷，因此采用双回线路供电。 2、确定线路导线的规格、型号

由于待建110KV变电所处于平原河网地区，因此采用架空线路，导线选择LGJ型。

3、线路导线截面选择

(1)35KV 化工厂线路总负荷的计算 ~S35 =P35+jQ35 =(20＋j9.19)*(1+5%)

5

= 25.5+ j11.7

S35=√(25.52 + 11.72 ) = 28.1

COSΦ= P110 / S110 =25.5/28.1 = 0.9 (2)根据Tmax查图3－1，软导线经济电流密度表，确定Jec Tmax= 5000(小时)

查图3－1得Jec＝1.12（A/mm2）

(3)计算导线的经济截面积SJ，查附表1－21找出S选

IJ 0.5S35/（√3 UN） (0.5*28.1/1.732*35)*103

SJ=—— = ———————— = ——————————— =209(mm2) J J 1.12

第 12 页 共 75 页

河海大学2001年级电气工程及自动化专业（函授）毕业设计 muyu0991

(4)结论：选取导线规格为2回LGJ－185/30

4、对所选导线进行校验； (1)、按机械强度校验

S选= LGJ－185/30大于 LGJ-35 ，符合要求。 (2)、接电晕校验

S选= LGJ－185/30 大于 LGJ-70 ，符合要求。 （3）、按电压降校验

① 正常运行时：n=2

PR+QX 25.5×0.17×7＋11.7×0.38×7

△U％=————= —————————————————×100％

22

2UN 2×35

＝2.45% < 10% ，符合要求。

②故障运行时，考虑一条回路因故障切除，另一条回路能保证全部负荷供电

PR+QX 25.5×0.17×7＋11.7×0.38×7

△U％=————= —————————————————×100％

22

UN 35

＝4.9% < 15% ，符合要求。

五、35KV 冶炼厂线路设计 1、确定回路数

35KV 冶炼厂线路所供用户为Ⅰ类重要负荷，因此应采用双回线路供电。 2、确定线路导线的规格、型号

由于待建110KV变电所处于平原河网地区，因此采用架空线路，导线选择LGJ型。

3、线路导线截面选择 (1)35KV B线路总负荷的计算

~S35 =P35+jQ35 =(15＋j7.27)*(1+5%)=19.1+ j9.3 S35=√(19.12 + 9.32 ) = 21.2

COSΦ= P110 / S110 =19.1/21.2 = 0.9 (2)根据Tmax查图3－1，软导线经济电流密度表，确定Jec Tmax= 5000(小时)

第 13 页 共 75 页

5

河海大学2001年级电气工程及自动化专业（函授）毕业设计 muyu0991

查图3－1得Jec＝1.12（A/mm2）

(3)计算导线的经济截面积SJ，查附表1－21找出S选

IJ 0.5S35/（√3 UN） (0.5*21.2/1.732*35)*103

SJ=—— = ———————— = ——————————— =156.1(mm2) J J 1.12

(4)结论：选取导线规格为2回LGJ－150/25

4、对所选导线进行校验； (1)、按机械强度校验

S选=LGJ-150/25 大于 LGJ-35 ，符合要求。 (2)、接电晕校验

S选=LGJ-150/25 大于 LGJ-70 ，符合要求。 （3）、按电压降校验

①正常运行时：n=2

PR+QX 19.1×0.21×10＋9.3×0.387×10

△U％=————= —————————————————×100％

22

2UN 2×35

＝3.08% < 10% ，符合要求。

②故障运行时，考虑一条回路因故障切除，另一条回路能保证全部负荷供电

PR+QX 19.1×0.21×12＋9.3×0.387×12

△U％=————= —————————————————×100％

22

UN 35

＝6.16% < 15% ，符合要求。

六、10KV线路设计 1、10KV A线路

(1)确定回路数，I类负荷，采用双回路供电，即n=2 (2)确定导线规格，采用架空线路，LGJ导线 (3)考虑五年发展需要,线路的容量:

第 14 页 共 75 页

河海大学2001年级电气工程及自动化专业（函授）毕业设计 muyu0991

~S = (3+j1.46)(1+5%)5 =3.83 + j1.86 (4)根据Tmax = 3500h,，查图3－1得 Jec = 1.26(A/mm2)

(5)计算导线经济截面积：n=2

√P2+Q2 (√3.832+1.862

)×103

Sj ＝ ———— ＝ —————————— ＝ 97.5 mm2 2√3 UN Jec 2×1.732×10×1.26

查附表1－21选取导线规格为2回LGJ－95/20

(6)对所选导线进行校验 ①按机械强度校验

S选=LGJ-95/20 大于 LGJ-35 ，符合要求。 ②按电压损耗校验,查附表1－25得

r1=0.332, R = r1l = 0.332×1.5 = 0.50 x1=0.356, X = x1l = 0.368×1.5 = 0.58

*正常运行时：n=2

(PR+QX)/2 (3.83×0.5+1.86×0.58)/2

△U%=——————= —————————————= 1.5 % < 10%

U2 102

N

符合要求。

*故障运行时：n=1

PR+QX 3.83×0.5+1.86×0.58

△U%=————— = ——————————— = 3% < 15% U2 2N10

符合要求。

由以上可知，所选导线2回LGJ-95/20，符合要求。

2、10KV B线路

(1)确定回路数，II类负荷，采用双回路供电，即n=2。 (2)确定导线规格，采用架空线路，LGJ导线。 (3)考虑五年发展需要,线路的容量:

~S = (2+j0.92)(1+5%)5 =2.55 +1.17 j （4）根据Tmax = 3500h,，查图3－1得 Jec = 1.26(A/mm2)

（5）计算导线经济截面积：n=2

第 15 页 共 75 页

河海大学2001年级电气工程及自动化专业（函授）毕业设计 muyu0991

22

√P2+Q2 (√2.55+1.17)×103

Sj ＝ ———— ＝ —————————— ＝ 64 mm2 2√3 UN Jec 2×1.732×10×1.26

查附表1－21选取导线规格为2回LGJ－70/10 （6）对所选导线进行校验 ①按机械强度校验

S选=LGJ-70/10大于 LGJ-35 ，符合要求。 ②按电压损耗校验,查附表1－25得

r1=0.45, R = r1l = 0.45×2.5 = 1.13 x1=0.368, X = x1l = 0.368×2.5 = 0.92

*正常运行时：n=2

(PR+QX)/2 (2.55×1.13+1.17×0.92)

△U%=——————= ————————————= 2.0 % < 10%

2 2

UN 2×10

符合要求。

*故障运行时：n=1

PR+QX 2.55×1.13+1.17×0.92

△U%=————— = ——————————— = 4 % < 15%

2

UN 102

符合要求。

由以上可知，所选导线2回LGJ-70/10，符合要求。

3、10KV毛纺厂线

(1)确定回路数，II类负荷，采用双回路供电，即n=2。 (2)确定导线规格，采用架空线路，LGJ导线。 (3)考虑五年发展需要,线路的容量:

~S = (1+j0.49)(1+5%)5 =1.28 + j0.63 （4）根据Tmax = 3500h,，查图3－1得 Jec = 1.26(A/mm2)

（5）计算导线经济截面积：n=2

22

√P2+Q2 (√1.28+0.63)×103

Sj ＝ ———— ＝ —————————— ＝ 32.7 mm2 2√3 UN Jec 2×1.732×10×1.26

第 16 页 共 75 页

河海大学2001年级电气工程及自动化专业（函授）毕业设计 muyu0991

查附表1－21选取导线规格为2回LGJ－35/6 （6）对所选导线进行校验 ①按机械强度校验

S选=LGJ-35/6 等于 LGJ-35 ，符合要求。 ②按电压损耗校验,查附表1－25得

r1=0.9, R = r1l = 0.9×1 = 0.9 x1=0.389, X = x1l = 0.389×1 = 0.39

*正常运行时：n=2

(PR+QX)/2 (1×0.9+0.49×0.39)

△U%=——————= ————————————= 0.5 % < 10%

2 2

UN 2×10

符合要求。

*故障运行时：n=1

PR+QX 1×0.9+0.49×0.39

△U%=————— = —————————— = 1 % < 15%

2

UN 102

符合要求。

由以上可知，所选导线2回LGJ-70/10，符合要求。

4、10KV水泥厂线

(1)确定回路数，II类负荷，采用双回路供电，即n=2。 (2)确定导线规格，采用架空线路，LGJ导线。 (3)考虑五年发展需要,线路的容量:

~S = (1.2+j0.58)(1+5%)5 =1.54 + j0.76 （4）根据Tmax = 3500h,，查图3－1得 Jec = 1.26(A/mm2)

（5）计算导线经济截面积：n=2

22

√P2+Q2 (√1.54+0.76)×103

Sj ＝ ———— ＝ —————————— ＝ 39.3 mm2 2√3 UN Jec 2×1.732×10×1.26

查附表1－21选取导线规格为2回LGJ－35/6 （6）对所选导线进行校验

第 17 页 共 75 页

河海大学2001年级电气工程及自动化专业（函授）毕业设计 muyu0991

①按机械强度校验

S选=LGJ-35/6 等于 LGJ-35 ，符合要求。 ②按电压损耗校验,查附表1－25得

r1=0.9, R = r1l = 0.9×1 = 0.9 x1=0.389, X = x1l = 0.389×1 = 0.39

*正常运行时：n=2

(PR+QX)/2 (1.54×0.9+0.76×0.39)

△U%=——————= ————————————= 0.8 % < 10%

2 2

UN 2×10

符合要求。

*故障运行时：n=1

PR+QX 1.54×0.9+0.76×0.39

△U%=————— = ——————————— = 1.6 % < 15%

2

UN 102

符合要求。

由以上可知，所选导线2回LGJ-70/10，符合要求。 5、10kV纺织厂线

因纺织厂负荷较毛纺厂轻，供电距离与毛纺厂相同，又属于II类重要负荷，故选择双回LGJ-35/6导线完全符合要求。

6、10KV水厂线

因水厂线属于I类重要用户，与10KV B线路负荷相同，供电距离小于10KV B线路供电距离，因此选择和10KV B线路相同的双回LGJ-70/10线路完全可以满足要求。

第 18 页 共 75 页

河海大学2001年级电气工程及自动化专业（函授）毕业设计 muyu0991

第四章 110KV变电所主变选择

主变压器的型式、容量、台数直接影响主接线的形式和配电装置的结构。它的确定除依据传递容量基本原始资料外，还应根据电力系统5～10年发展规划、输送功率大小、馈线回路数、电压等级以及接入系统的紧密程度等因素，进行综合分析和合理选择。

在选择主变压器容量时对重要变电所，应考虑当一台主变器停运时，其余变压器容量在计及过负荷能力允许时间内，应满足Ⅰ类及Ⅱ类负荷的供电；对一般性变电所，当一台主变压器停运时，其余变压器容量应能满足全部负荷的60%~70%。

本变电所主变容量按远景负荷选择，并考虑到正常运行和事故时过负荷能力。 一、 主变方案选择

1、 方案一：单台三相三绕组变压器，型号SFSZ9-120000/110，电压等级110/35/10。

2、 方案二：两台三相双绕组变压器，其中一台型号为SFSZ9-90000/110，电压等级110/35；另一台为SFSZ9-20000/110，电压等级110/10。

3、 方案三：四台三相双绕组变压器，其中两台型号为SFSZ9-90000/110，电压等级110/38.5；另两台型号为SFSZ9-12000/110，电压等级110/10。

4、 方案四：两台三相三绕组变压器，型号为SFSZ9-75000/110，电压等级110/35/10。

二、主变方案技术比较 方案 方案一 比较 优点 方案二 方案三 方案四 接线简单、占接线简单。 地面积小。 运行可靠性、运行可靠性、灵活性高，能灵活性高，能满足重要用户满足重要用的需要。 户的需要。 缺点 运行可靠性、运行可靠性、灵选用变压器 灵活性差，不活性差，不能满多，运行维护 第 19 页 共 75 页

河海大学2001年级电气工程及自动化专业（函授）毕业设计 muyu0991

能满足重要足重要用户的工作量大。 用户的需要。 需要。 110KV盐北变电所有重要的Ⅰ、Ⅱ类负荷，为满足运行的可靠性和灵活性，应选择两台以上变压器，因此选择方案三、方案四进行经济比较分析。

三、 主变容量、参数选择 1、 方案三，如图

35KV负荷由两台电压为110KV/35KV变压器供电，其中一台主变事故停运后，

另一台主变压器的容量应保证35KV用户的一级和二级全部负荷的供电。

35KV用户的一级和二级全部总容量： S35 = 89.57 (MVA), 因此可选择两台SFPSZ9-90000/110型三相三绕组有载调压变压器，接线组别：YN, d11。

10KV负荷由两台电压为110KV/10KV变压器供电，其中一台主变事故停运后，

另一台主变压器的容量应保证10KV用户的一级和二级全部负荷的供电。

10KV用户的一级和二级全部总容量： S10 = 11.08 (MVA), 因此可选择两台SFSZ9-12500/110型三相三绕组有载调压变压器，接线组别：YN, d11。

2、 方案四，如图

所有负荷均由两台电压为110KV/35KV/10KV变压器供电，其中一台主变事故停

运后，另一台主变压器的容量应保证所有用户的70％全部负荷的供电。

用户的70％全部总容量： S110 = 76.3 (MVA), 因此可选择SFPSZ9-75000/110型三相三绕组有载调压变压器，接线组别：YN,yn0, d11。

第 20 页 共 75 页

河海大学2001年级电气工程及自动化专业（函授）毕业设计 muyu0991

由于15％S110 = 15％×109.2 (MVA)＝16.38(MVA) > S10 = 11.08 (MVA)，

15％S110 = 15％×109.2 (MVA)＝16.38(MVA) < S35 = 89.57 (MVA)， 因此主变110KV、35KV、10KV三侧容量分别为100％ / 100％ / 50％。

3、主变主要技术参数选择 （1）方案三：

主变 额定 电压 SFPSZ9-90000/110 110/35 SFSZ9-12500/110 110/10 空载 电流 0.35% 0.3% 空载损耗 74KW 负载 损耗 330KW 阻抗 电压 10.5 10.5 参考价 （万元） 440 110 18.1KW 70KW （2）方案四：

主变 额定 电压 SFPSZ9-75000/110 110/35/10 空载 空载电流 损耗 负载 损耗 356KW 阻抗 参考价 电压 （万元） 18 10.5 6.5 587 0.36% 98.6KW 333KW 304KW 四、主变方案经济比较

3、 主变及其附属设备综合投资比较

(1)方案三：SFPSZ9-90000/110主变两台，2×440＝880万元 SFSZ9-12500/110主变两台，2×110＝220万元 110KV SF6断路器户外间隔四个，4×58.1=232.4万元

35KV SF6断路器户外间隔两个，2×18.8=37.6万元 10KV 真空断路器户内间隔两个，2×9.1=18.2万元

综合投资：1388.2万元。

(2)方案四：SFPSZ9-75000/110主变两台，2×400＝800万元 110KV SF6断路器户外间隔两个，2×58.1=116.2万元

35KV SF6断路器户外间隔两个，2×18.8=37.6万元 10KV 真空断路器户内间隔两个，2×9.1=18.2万元

综合投资：972万元。 2、主变年运行费用比较 年运行费μ＝[（α

1 ＋α2 ）×Z / 100]+β

×ΔA

第 21 页 共 75 页

河海大学2001年级电气工程及自动化专业（函授）毕业设计 muyu0991

式中μ α

—年运行费，元/年；

1

—基本折旧费，取4.8％；

α2—大修费，取1.4％； Z — 投资费，元；

ΔA— 年电能损耗，KW.H/年；

β— 电价，元/KW.H，取0.52元/KW.H。

(1) 方案三

ΔA＝330×8760×2＋70×8760×2＝7008000KW.H

μ＝[（4.8% ＋1.4%）×1388.2 / 100]+0.52×700.8

＝365.3(万元) (2) 方案四

ΔA＝（356＋333＋304）×8760/2＝4349340KW.H

μ＝[（4.8% ＋1.4%）×972 / 100]+0.52×434.9

＝226(万元) 3、结论 综合投资 年运行费用 方案三 1388.2万元 365.3万元 方案四 972万元 226万元 从上表比较可知，方案四比较方案三不管在综合投资方面，还是在年运行费用都要经济，因此决定选用方案四两台SFPSZ9-75000/110三相三线圈变压器。

五、主变110KV侧分接头选择

按《电力系统电压和无功电力导则（试行）》的规定，各级变压器的额定变比、调压方式、调压范围及每档调压值，应满足发电厂、变电所母线和用户受电端电压质量的要求。各电压等级变压器分接开关的运行位置，应保证系统内各母线上的电压满足要求，并在充分发挥无功补偿的技术经济效益和降低线损的原则下予以确定。

确定分接头范围分以下几个步骤： 首先在最大运行方式下：

（1） 从系统母线电压推算到盐北变主变压器高压侧电压。

（2） 将35KV、10KV侧最大负荷距线路末端允许最低电压反推到变压器高压侧电压。

第 22 页 共 75 页

河海大学2001年级电气工程及自动化专业（函授）毕业设计 muyu0991

（3） 参考《电气工程专业毕业设计指南－电力系统分册》中的电压调整：35KV

用户的电压允许偏差值应在系统额定电压的90％～110％；10KV用户的电压允许偏差值为系统额定电压的＋7％。

其次在最小运行方式下（考虑70％的容量）：

（1）从系统母线电压推算到盐北变主变压器高压侧电压。

（1） 将35KV、10KV侧最大负荷距线路末端允许最低电压反推到变压器高压侧电压。

（2） 参考《电气工程专业毕业设计指南－电力系统分册》中的电压调整：35KV用户的电压允许偏差值应在系统额定电压的90％～110％；10KV用户的电压允许偏差值为系统额定电压的＋7％。

最后比较6组数据，取最大、最小的数据确定分接头范围。 1、系统大方式

(1)从系统潮流推算到盐北变110KV母线电压

如图所示，U1＝113KV为系统大方式下盐城电厂110KV母线电压。 盐城电厂至110KV东郊变线路长5KM、2×LGJ-300导线

R12=0.105×5/2＝0.26 X12=0.395×5/2＝0.99

110KV东郊变至110KV盐北变线路长30KM、2×LGJ-240导线

R23=0.131×30/2＝1.965 X23=0.401×30/2＝6.02

①盐城电厂至110KV东郊变潮流S＝(51+51+98.7)+j(31.6+31.6+46.65) ＝200.7＋j109.85 则盐城电厂至110KV东郊变线路压降：

PR12+QX12 200.7×0.26＋109.85×0.99

△U12＝———— ＝ ——————————————＝1.42

第 23 页 共 75 页

河海大学2001年级电气工程及自动化专业（函授）毕业设计 muyu0991

U1 112

PX12－QR12 200.7×0.99－109.85×0.26

δU12＝————— ＝ —————————————＝1.51

U1 112 ________________________

22

U2＝√（U1－△U12）＋（δU12） ________________________

22

＝√（112－1.42）＋（1.51）

＝110.6(KV)

②110KV东郊变至110KV盐北变潮流S＝98.7+j46.65 则110KV东郊变至110KV盐北变线路压降：

PR23+QX23 98.7×1.965＋46.65×6.02

△U23＝———— ＝ —————————————＝4.25

U2 110.6

PX23－QR23 98.7×6.02－46.65×1.965

δU23＝————— ＝ —————————————＝4.50

U2 110.6 ________________________

22

U3＝√（U2－△U23）＋（δu23） ________________________

22

＝√（110.6－4.25）＋（4.50）

＝106.4(KV)

(2)从35KV、10KV最大负荷距推算到盐北变110KV母线电压 ①从35KV最大负荷距推算到盐北变110KV母线电压

根据已知条件，35KV最大负荷距为35KV A线路，S＝25.5+j11.7，供电距离10KM。一般应保证用户端电压不小于35KV。

线路长10KM、2×LGJ-185导线

R23=0.17×10/2＝0.85

X23=0.38×10/2＝1.9

PR23+QX23 25.5×0.85＋11.7×1.9

△U23＝———— ＝ ————————————＝1.25

第 24 页 共 75 页

河海大学2001年级电气工程及自动化专业（函授）毕业设计 muyu0991

U3 35

PX23－QR23 25.5×1.9－11.7×0.85

δU23＝————— ＝ ———————————＝1.1

U3 35 ________________________

22

U2＝√（U3+ △U23）＋（δu23） ______________________

22

＝√（35+1.25）＋（1.1）

＝36.3(KV)

U1＝K×U2＝(110/35)×36.3＝114.1(KV)

②从10KV最大负荷距推算到盐北变110KV母线电压

根据已知条件，10KV最大负荷距为10KV B线路，S＝2.55+j1.17，供电距离2.5KM。一般应保证用户端电压不小于10KV。

线路长2.5KM、2×LGJ-70导线

R23=0.45×2.5/2＝0.56 X23=0.368×2.5/2＝0.46

PR23+QX23 2.55×0.56＋1.17×0.46

△U23＝———— ＝ ————————————＝0.2

U3 10

PX23－QR23 2.55×0.46－1.17×0.56

δU23＝————— ＝ ———————————＝0.05

U3 10 ________________________

22

U2＝√（U3+ △U23）＋（δu23） ______________________

22

＝√（10+0.2）＋（0.05）

＝10.2(KV)

U1＝K×U2＝(110/10)×10.2＝112.2(KV) 2、系统小方式(70％的总容量)

(1)从系统潮流推算到盐北变110KV母线电压

第 25 页 共 75 页

河海大学2001年级电气工程及自动化专业（函授）毕业设计 muyu0991

如图所示，U1＝113KV为系统小方式下盐城电厂110KV母线电压。 盐城电厂至110KV东郊变线路长5KM、2×LGJ-300导线

R12=0.105×5/2＝0.26 X12=0.395×5/2＝0.99

110KV东郊变至110KV盐北变线路长30KM、2×LGJ-240导线

R23=0.131×30/2＝1.965 X23=0.401×30/2＝6.02

① 盐城电厂至110KV东郊变潮流

70％S＝[(51+51+98.7)+j(31.6+31.6+46.65)]×70％

＝140.5＋j76.9 则盐城电厂至110KV东郊变线路压降：

PR12+QX12 140.5×0.26＋76.9×0.99

△U12＝———— ＝ ——————————————＝1

U1 113

PX12－QR12 140.5×0.99－76.9×0.26

δU12＝————— ＝ —————————————＝1.06

U1 113 ________________________

22

U2＝√（U1－△U12）＋（δU12） ______________________

22

＝√（113－1）＋（1.06）

＝112(KV)

② 110KV东郊变至110KV盐北变潮流70%S＝(98.7+j46.65)×70％

＝69＋j32.7 则110KV东郊变至110KV盐北变线路压降：

PR23+QX23 69×1.965＋32.7×6.02

△U23＝———— ＝ —————————————＝3

U2 111.6

PX23－QR23 69×6.02－32.7×1.965

δU23＝————— ＝ —————————————＝3.15

U2 111.6 ________________________

22

U3＝√（U2－△U23）＋（δu23）

第 26 页 共 75 页

河海大学2001年级电气工程及自动化专业（函授）毕业设计 muyu0991

________________________

22

＝√（112－3）＋（3.15）

＝109(KV)

(2)从35KV、10KV最大负荷距70％容量推算到盐北变110KV母线电压 ①从35KV 70％的最大负荷距推算到盐北变110KV母线电压

根据已知条件，35KV最大负荷距为35KV A线路，70％S＝17.85+j8.19，供电距离10KM。

线路长10KM、2×LGJ-185导线

R23=0.17×10/2＝0.85

X23=0.38×10/2＝1.9

PR23+QX23 17.85×0.85＋8.19×1.9

△U23＝———— ＝ ————————————＝0.88

U3 35

PX23－QR23 17.85×1.9－8.19×0.85

δU23＝————— ＝ ———————————＝0.77

U3 35 ________________________

22

U2＝√（U3+ △U23）＋（δu23） ______________________

22

＝√（35+0.88）＋（0.77）

＝35.9(KV)

U1＝K×U2＝(110/35)×35.9＝113(KV)

②从10KV 70%最大负荷距推算到盐北变110KV母线电压

根据已知条件，10KV最大负荷距为10KV B线路，S＝1.79+j0.82，供电距离2.5KM。

第 27 页 共 75 页

河海大学2001年级电气工程及自动化专业（函授）毕业设计 muyu0991

线路长2.5KM、2×LGJ-70导线

R23=0.45×2.5/2＝0.56 X23=0.368×2.5/2＝0.46

PR23+QX23 1.79×0.56＋0.82×0.46

△U23＝———— ＝ ————————————＝0.14

U3 10

PX23－QR23 1.79×0.46－0.82×0.56

δU23＝————— ＝ ———————————＝0.035

U3 10 ________________________

22

U2＝√（U3+ △U23）＋（δu23） ______________________

22

＝√（10+0.14）＋（0.035）

＝10.14(KV)

U1＝K×U2＝(110/10)×10.14＝111.5(KV)

结论：从上述计算得到六个电压数据分别是106.4KV、114.1KV、112.2KV、109KV、113KV、111.5KV，选取一个最高电压114.1KV和一个最低电压106.4KV就是主变的110KV侧分接头电压调节范围，因此选择110 ± 3×2.5%的分接开关就完全可以满足要求。

第 28 页 共 75 页

河海大学2001年级电气工程及自动化专业（函授）毕业设计 muyu0991

第五章 所用变选择

1、 选择原则：为满足整流操作电源、强迫油循环变压器、无人值班等的需要，装设两台

所用变压器，所用电容量得确定，一般考虑所用负荷为变电所总负荷的0.1%~0.5%,这里取变电所总负荷的0.2%计算。 S＝0.2%×150000KVA＝300KVA。

2、根据选择原则，选出110KV盐北变电所两台所用变型号分别为 S9-315/10 两绕组变压器 额定电压：10/0.4 接线方式：Y/Y0-12

两台所用变分别接于10kV母线的Ⅰ段和Ⅱ段，互为暗备用，平时半载运行，当一台故障时，另一台能够承但变电所的全部负荷。

第 29 页 共 75 页

河海大学2001年级电气工程及自动化专业（函授）毕业设计 muyu0991

第六章 主接线设计

一、选择原则

电气主接线得设计原则，应根据变电所在电力系统中得地位，负荷性质，出线回路数，设备特点，周围环境及变电所得规划容量等条件和具体情况，并满足供电可靠性，运行灵活，操作方便，节约投资和便于扩建等要求。具体如下:

1、变电所的高压侧接线，根据技术设计规程应尽量采用断路器较少或不用断路

器的接线方式。

2、 在35kV配电装置中，当线路为3回及以上时，根据规程一般采用单母线或单母线分段接线。

3、 在10kV配电装置中，当线路在6回及以上时，根据规程一般采用单母线分段接线方式。

4、 如果线路不允许停电检修，则应增设相应的旁路设施。 二、 110KV主接线设计 1、 方案选择

(1) 方案一：线路－变压器单元接线

(2) 方案二：单母线接线

第 30 页 共 75 页

河海大学2001年级电气工程及自动化专业（函授）毕业设计 muyu0991

(3)方案三：单母线分段接线

(3) 方案四：内桥接线

2、技术比较 方案 优点 线－变单元接线 接线简单；安装2台开关，开关使用量最少，节省投资 单母线接线 单母分段接线 接线简单、清接线简单、清晰，操作方便。 晰，操作方便。 可靠性、灵活 性较高。 内桥接线 接线简单、清晰，使用开关量相对较少。具有一定的 可靠性和灵活性。 安装5台开关，不适用于主开关使用量最变经常投切多，投资较大。 的情况。 缺点 串联回路任意设备故障或检修，整个单元停电。可靠性差。 可靠性、灵活性差。 第 31 页 共 75 页

河海大学2001年级电气工程及自动化专业（函授）毕业设计 muyu0991

外桥接线的特点与内桥接线相反，连接桥断路器在线路侧，其他两台断路器在变压器回路中，线路故障和进行投入和切除操作时，操作较复杂，且影响一台正常运行的变压器。所以外桥接线用于输电线路短，检修和倒闸操作以及设备故障几率均较小，而变压器需要经常切换或电网有穿越功率经过的变电所。分析盐北变电所可以看出这是一座终端变电所。110KV只有两回进线，进线输电距离较长。综合四个要求的考虑，选择内桥接线方式。

三、 35KV主接线设计

35KV共有10回出现，根据《毕业设计指导资料》P67页，35KV出线有8回及以上时，宜采用双母线，单母分段或者双母线带旁路接线方。比较以上三种接线，双母线及双母线带盘路接线，供电可靠想高，任一回路开关故障或检修，或任一回线故障或检修，都步影响用户停电，但是倒闸操作复杂，造价高，单母线风断接线，接线简单，操作方便，便于扩建，在一定程度上也能提高供电可靠性，但是当一段母线上刀闸检修时，该段母线上全部出线都要长时停电，对于本所35KV出线用户均为一级，二级负荷，为保证对这些重要用户得供电，采用双母线接线方式。

四、10KV主接线设计

本所10KV出线共12回线路，对于10KV系统，出线回路数在6回及以上时，宜采用单母线分段接线，本变电所10KV用户负荷较轻，负荷性质为一级，二级负荷，宜采用单母线分段接线。

五、110KV盐北变一次主接线

第 32 页 共 75 页

河海大学2001年级电气工程及自动化专业（函授）毕业设计 muyu0991

第七章 短路电流计算

一、选择短路电流计算点

按通过电气设备的短路电流最大地点为短路计算点的原则，分别选出三个短路计算点：

即：d-1：110KV盐北变电所主变110KV侧 d-2：110KV盐北变电所主变35KV母线

d-3：110KV盐北变电所主变10KV母线

二、列出发电厂发电机各种数据及短路电流流经的变电所，主变的各种数据 1、查附表得

发电厂 新海电厂 淮阴电厂 盐城电厂

2、查附表得

变电所 新海电厂 灌南变 淮阴变 淮阴电厂 盐城电厂 东郊变 大丰变 盐北变

三、发电机、变电所电抗的归算：选取SB＝100MVA；UB＝Uav

第 33 页 共 75 页

PM(MW) 2×50 4×50 2×50 COSΦ 0.85 0.80 0.85 Xd\" ΣSN(MVA) 118 250 118 0.143 0.141 0.143 SN(MVA) UK(%) UK(1-2)(%) UK(1-3)(%) UK(2-3)(%) I0% 2×60 1×60 2×120 4×60 2×60 1×60 1×60 2×120 10.5 10.5 10.5 17．5 9.3 17.5 17.5 18 0.85 0.8 0.178 0.85 0.85 0.8 0.8 0.36 10．5 6．5 16.5 10.7 10.5 6.5 10.5 6.5 10.5 6.6 河海大学2001年级电气工程及自动化专业（函授）毕业设计 muyu0991

1、发电机电抗归算： (1) 新海电厂：X\"d*X\"de*SB1000.1430.12X1 2SN118(2)

\"\"XXde*淮阴电厂：d*SB1000.1410.0564X13 4SN250SB1000.1430.12X10 2SN118\"\"XX(3) 盐城电厂：d*de*2、变压器电抗归算：

(1)新海电厂升压变压器2台60MVA，并列运行：

XT*UK%SB10.51000.0875X2

2100SN210060(2)淮阴电厂升压变压器4台60MVA，并列运行：

XT*UK%SB10.51000.04375X12

4100SN410060(3)盐城电厂升压变压器2台60MVA，并列运行：

XT*UK%SB10.51000.0875X9 2100SN210060(4)淮阴变电站降压变压器2台120MVA，并列运行：

11[UK(12)%UK(13)%UK(23)%](9.316.510.7)7.55 22 UK1% UK2%UK(12)%UK1%9.37.551.75

UK3%UK(13)%UK1%16.57.558.95 XT1*UK1%SB7.551000.0315X14

2100SN2100120 XT2*UK2%SB1.751000.0073X15

2100SN2100120 第 34 页 共 75 页

河海大学2001年级电气工程及自动化专业（函授）毕业设计 muyu0991

XT3*UK3%SB8.951000.0373X19

2100SN2100120(5)110KV盐北变电所降压变压器2台120MVA，并列运行：

11U%[U%U%U%](10.5186.5)11 K1K(12)K(13)K(23)22 UK2%UK(12)%UK1%10.5110.5 UK3%UK(13)%UK1%18117 X1%SBT2100S111001*UK0.0458X16

N2100120 XUK2%SB0.T2*2100S51001001200.0021X17

N2 XUK3%SBT3*2100S71000.0292X18

N2100120四、各段线路电抗归算：SB=100MVA，对于220V系统UB=Uav=230V, 110kVUB=Uav=115kV

1、淮阴电厂至淮阴变电所：2LGJ-300，L=10km，X=0.395Ω/km

XSBL*X1L2U20.39510100211520.015X3 av 2、淮阴变电所至盐城电厂：LGJ-300，L=60km，X=0.395Ω/km

XSBL*X1LU20.3956010011520.179X4 av 3、系统至淮阴变：2LGJQ-400，L=200km，X=0.416Ω/km

XSBL*X1L2U20.416200100223020.0786X8 av 4、盐城电厂至东郊变：LGJ-300，L=5km，X=0.395Ω/km

第 35 页 共 75 页

系统河海大学2001年级电气工程及自动化专业（函授）毕业设计 muyu0991

XL*X1LSB1000.39550.0149X5 2Uav1152 5、东郊变至盐北变：2LGJ-240，L=30km，X=0.401Ω/km

SB1000.401300.0455X7 22Uav21152 XL*X1L 6、新海电厂至灌南变：LGJ-300，L=45km，X=0.395Ω/km

SB1000.401300.1258X6 2Uav1152 XL*X1L 7、灌南变至淮阴变：2LGJ-300，L=80km，X=0.395Ω/km

XL*X1LSB22Uav0.395801000.1195X11 22115五、电抗等值图化简 1、系统等值电抗图

第 36 页 共 75 页

河海大学2001年级电气工程及自动化专业（函授）毕业设计 muyu0991

2、化简

再化简：

1111)

0.45330.1790.11520.1174 X260.45330.179( =2.03

1111)

0.45330.1790.11520.1174X270.11740.179( =0.53

1111)

0.45330.1790.11520.1174X280.11520.179( =0.52

第 37 页 共 75 页

河海大学2001年级电气工程及自动化专业（函授）毕业设计 muyu0991

如图：

继续化简，如下图：

11111)

0.20790.06042.030.530.52 X290.20790.0604( 第 38 页 共 75 页

河海大学2001年级电气工程及自动化专业（函授）毕业设计 muyu0991

=0.32

11111)

0.20790.06042.030.530.52X302.030.0604( =3.14

11111)

0.20790.06042.030.530.52X310.530.0604( =0.82

X320.520.0604(11111)

0.20790.06042.030.530.52 =0.8

3、当d2点短路时，化简等值电抗

再化简：

第 39 页 共 75 页

河海大学2001年级电气工程及自动化专业（函授）毕业设计 muyu0991

11111) 0.320.04373.140.820.8X330.320.0437( =0.4

11111) 0.320.04373.140.820.8X353.140.0437( =3.95

11111) 0.320.04373.140.820.8X360.820.0437( =1.03

11111) 0.320.04373.140.820.8X370.80.0437(=1

4、当d3点短路时，化简等值电抗

再化简：

第 40 页 共 75 页

河海大学2001年级电气工程及自动化专业（函授）毕业设计 muyu0991

11111) 0.320.0753.140.820.8X390.320.075( =0.46

11111) 0.320.0753.140.820.8X403.140.075( =4.53

11111) 0.320.0753.140.820.8X410.820.075( =1.18

11111) 0.320.0753.140.820.8X420.80.075(=1.15

六、计算短路点的短路电流 1、当d-1点短路时： ①盐城电厂：

XjsX29SSBN0.32117.60.376 100查曲线得：I(0)*=2.83 I(4)*=2.22

I(0)=2.83×[117.6/(115√3)]=1.67 KA I(4)=2.22×[117.6/(115√3)]=1.31 KA ②新海电厂：

XjsX30SSBN3.14117.63.69 100则： I(0)*=0.27

第 41 页 共 75 页

河海大学2001年级电气工程及自动化专业（函授）毕业设计 muyu0991

I(4)*=0.27

I(0)=0.27×[117.6/(115√3)]=0.16 KA

I(4)=0.27×[117.6/(115√3)]=0.16 KA ③淮阴电厂：

XjsSX32SBN2500.82

100查曲线得：I(0)*=0.5 I(4)*=0.5

I(0)=0.5×[250/(115√3)]=0.63 KA

I(4)=0.5×[250/(115√3)]=0.63 KA ④系统：

I*=1/X31=1/0.82=1.22

I(0)= I(4)= 1.22×[100/(115√3)]=0.61

总的短路电流ΣI(0)=1.67+0.16+0.63+0.61=3.07 KA

ΣI(4)=1.31+0.16+0.63+0.61=2.71 KA

ich=2.55Σ

2、当d-2点短路时： ①盐城电厂：

I(0)=2.55×3.07=7.83 KA

XjsSX33SBN0.4117.60.47 100查曲线得：I(0)*=2.33 I(4)*=2.05

I(0)=2.33×[117.6/(37√3)]=4.26 KA I(4)=2.05×[117.6/(37√3)]=3.76 KA

第 42 页 共 75 页

河海大学2001年级电气工程及自动化专业（函授）毕业设计 muyu0991

②新海电厂：

XjsSX35SBN117.63.954.65

100则： I(0)*=0.22 I(4)*=0.22

I(0)=0.22×[117.6/(37√3)]=0.4 KA

I(4)=0.22×[117.6/(37√3)]=0.4 KA ③淮阴电厂：

XjsSX36SBN2501.032.58

100查曲线得：I(0)*=0.4 I(4)*=0.4

I(0)=0.4×[250/(37√3)]=1.56 KA

I(4)=0.4×[250/(37√3)]=1.56 KA ④系统：

I*=1/X37=1/1=1

I(0)= I(4)= 1×[100/(37√3)]=1.56

总的短路电流ΣI(0)=4.26+0.4+1.56+1.56=7.78 KA

ΣI(4)=3.76+0.4+1.56+1.56=7.28 KA

ich=2.55Σ

3、当d-3点短路时： ①盐城电厂：

I(0)=2.55×7.78=19.84 KA

XjsSX39SBN0.46117.60.54 100 第 43 页 共 75 页

河海大学2001年级电气工程及自动化专业（函授）毕业设计 muyu0991

查曲线得：I(0)*=1.9 I(4)*=1.95

I(0)=1.9×[117.6/(10.5√3)]=12.29 KA I(4)=1.95×[117.6/(10.5√3)]=11.97 KA ②新海电厂：

XjsSX40SBN117.64.535.33

100则： I(0)*=0.19 I(4)*=0.19

I(0)=0.19×[117.6/(10.5√3)]=1.23 KA

I(4)=0.19×[117.6/(10.5√3)]=1.23 KA ③淮阴电厂：

XjsSX41SBN1.182502.95 100查曲线得：I(0)*=0.34 I(4)*=0.32

I(0)=0.34×[250/(10.5√3)]=4.67 KA

I(4)=0.32×[250/(10.5√3)]=4.4 KA ④系统：

I*=1/X42=1/1.13=0.88

I(0)= I(4)= 0.88×[100/(10.5√3)]=4.84

总的短路电流ΣI(0)=12.19+1.23+4.67+4.84=22.93 KA

ΣI(4)=11.97+1.23+4.4+4.84=22.44 KA

ich=2.55Σ

I(0)=2.55×22.93=58.47KA

第 44 页 共 75 页

河海大学2001年级电气工程及自动化专业（函授）毕业设计 muyu0991

第八章 变电所电气设备选择

电气设备的选择是发电厂和变电所电气设计的主要内容之一。正确的选择电气设备是使电气主接线和配电装置达到安全、经济运行的重要条件。在进行电气设备选择时必须符合国家有关经济技术政策。技术要先进，经济要合理，安全要可靠，运行要灵活，而且要符合现场的自然条件要求。所选设备正常时应能可靠工作，短路时应能承受多种短路效应。电气设备的选择应遵循以下两个原则：1.按正常工作状态选择；2.按短路状态校验。

按正常工作状态选择的具体条件：

（1）.额定电压：电气设备的最高允许工作电压不得低于装设回路的最高运行电压。一般220KV及以下的电气设备的最高允许工作电压为1.15Ue。所以一般可以按照电气设备的额定电压Ue不低于装设地点的电网的额定电压Uew: Ue≥Uew

（2）.额定电流：所选电气设备的额定电流Ie不得低于装设回路最大持续工作电流Imax: Ie≥Imax。计算回路的Imax应该考虑回路中各种运行方式下的在持续工作电流：变压器回路考虑在电压降低5％时出力保持不变，所以Imax＝1.05 Iet;母联断路器回路一般可取变压器回路总的Imax；出线回路应该考虑出线最大负荷情况下的Imax。

按短路状态校验的具体条件：

（1）.热稳定校验：当短路电流通过所选的电气设备时，其热效应不应该超过允许值：Qy≥Qd

（2）.动稳定校验：所选电气设备通过最大短路电流值时，不应因短路电流的电动力效应而造成变形或损坏：ich≦idw

一、选择设备的基本原则 1、设备按照主接线形式进行配置

2、按装置位置及系统正常运行情况进行选择，按短路情况进行校验 3、所选择设备在系统中最恶劣运行方式下仍能可靠工作，动作。 4、同类设备尽量同一型号，便于设备的维护，订货和相互备用 5、考虑近期5年发展的要求

二、断路器的选择

高压断路器是主系统的重要设备之一。它的主要功能是：正常运行时，用它来倒换运行方式，把设备和线路接入电路或退出运行，起着控制作用；当设备或线路发

第 45 页 共 75 页

河海大学2001年级电气工程及自动化专业（函授）毕业设计 muyu0991

生故障时，能快速切除故障回路、保证无故障部分正常运行，能起保护作用。断路器选择和校验的原则就是：按正常工作状态选择，按短路状态校验。

1、110kV断路器的选择 (1)额定电压：Ue=110kV

(2)额定电流：Ie>盐北变电所最大长期工作电流Igmax

IS275(140%)1031102A （考虑变压器事故过负荷的能力40%）

gmax3Ue3110(3)根据有关资料选择LW25-110/1250型断路器

数技术参数 型号 量 额定电额定开断极限通过电流 4秒热稳定流I（A） 电流（KA） Igf (kA) 电流(kA) LW25-110/1250 3 1250 25 25 25

(4)校验：

①Ue=110kV=UN ②I=1250A>1102A ③ 额定开断电流校验：

110kV母线三相稳态短路电流ΣI(4) =2.71 KA LW25-110/1250断路器的额定开断电流＝25KA 符合要求。 ④动稳定校验 ：

110kV母线短路三相冲击电流：ich=7.83(kA) LW25-110/1250断路器的极限通过电流Igf=25(kA) ichβ//=ΣI(0) /ΣI(4)=3.07 / 2.71=1.13 查曲线：tep＝3.6秒

110kV母线短路热容量：Q2

2

dt=I（4）

tep=26.4(kAS)

LW25-110/1250断路器的4秒热稳定电流：It=25(kA)

第 46 页 共 75 页

河海大学2001年级电气工程及自动化专业（函授）毕业设计 muyu0991

It

2

t=25×4=2500(kAS)

22

I（4）2tep⑥温度校验：

LW25-110/1250断路器允许使用环境温度：-40℃～40℃ 盐北变电所地区气温：-10℃～39℃，符合要求。

通过以上校验可知，110kV侧所选LW25-110/1250断路器完全符合要求。 2、主变35kV侧断路器及分段断路器的选择 （1） 额定电压：Ue=35kV

（2） 额定电流：按70％的35KV最大负荷考虑

Igmax70%S3570%114.81031326A

3UN335（3） 根据有关资料选择断路器如下

数量 3 技术参数 额定电额定开断极限通过电流 4秒热稳定Igf (kA) 25 电流(kA) 25 型号 流I（A） 电流（KA） 1600 25 LW8-35/1600

（4） 校验： ①Ue=35kV=UN

②I=1600A>Igmax=1326A ③额定开断电流校验：

35kV母线三相稳态短路电流ΣI(4) =7.28 KA LW8-35/1600断路器的额定开断电流＝25KA 符合要求。 ④动稳定校验 ：

35kV母线短路三相冲击电流：ich=19.84(kA) LW8-35/1600断路器的极限通过电流Igf=25(kA)

第 47 页 共 75 页

河海大学2001年级电气工程及自动化专业（函授）毕业设计 muyu0991

ichβ//=ΣI(0) /ΣI(4)=7.78 / 7.28=1.07 查曲线：tep＝3.55秒

35kV母线三相短路热容量：Qdt=I(4)

2

2

tep=188(kAS)

LW8-35/1600断路器的4秒热稳定电流：It=25(kA) It

2

t=25×4=2500(kAS)

2

2

22

I(4)tep⑥温度校验：

LW8-35/1600断路器允许使用环境温度：-40℃～40℃ 盐北变电所地区气温：-10℃～39℃，所以符合要求。

通过以上校验可知，主变35kV侧断路器及分段断路器的选择完全符合要求。 3、35kV出线断路器的选择 （1） 额定电压：Ue=35kV

（2） 额定电流：按35KV出线最大负荷考虑

IgmaxS3528.1103464A 3UN335（3） 根据有关资料选择断路器如下

数量 10 技术参数 额定电额定开断极限通过电流 4秒热稳定Igf (kA) 25 电流(kA) 25 型号 流I（A） 电流（KA） 630 25 LW8-35/630

(4)校验： ①Ue=35kV=UN

②I=630A>Igmax=464A

第 48 页 共 75 页

河海大学2001年级电气工程及自动化专业（函授）毕业设计 muyu0991

③额定开断电流校验：

35kV母线三相稳态短路电流ΣI(4) =7.28 KA LW8-35/1600断路器的额定开断电流＝25KA 符合要求。 ④动稳定校验 ：

35kV母线短路三相冲击电流：ich=19.84(kA) LW8-35/1600断路器的极限通过电流Igf=25(kA) ichβ//=ΣI(0) /ΣI(4)=7.78 / 7.28=1.07 查曲线：tep＝3.55秒

35kV母线三相短路热容量：Qdt=I(4)

2

tep=188(kAS)

2

LW8-35/1600断路器的4秒热稳定电流：It=25(kA) It

2

t=25×4=2500(kAS)

2

2

22

I(4)tep⑥温度校验：

LW8-35/1600断路器允许使用环境温度：-40℃～40℃ 盐北变电所地区气温：-10℃～39℃，所以符合要求。

通过以上校验可知，主变35kV侧断路器及35KV分段断路器的选择符合要求。 4、主变10kV侧断路器及分段断路器的选择 （1） 额定电压：Ue=10kV

（2） 额定电流：按10KV最大负荷考虑

IgmaxS1014.2103820A 3UN310（3） 据有关资料选择断路器如下

第 49 页 共 75 页

河海大学2001年级电气工程及自动化专业（函授）毕业设计 muyu0991

型号 数量 3 技术参数 额定电额定开断极限通过电流 4秒热稳定Igf (kA) 80 电流(kA) 31.5 流I（A） 电流（KA） 1000 31.5 ZN28-10/1000

(4)校验： ①Ue=10kV=UN

②I=1000A>Igmax=820A ③额定开断电流校验：

10kV母线三相稳态短路电流ΣI(4) =22.4 KA ZN28-10/1000断路器的额定开断电流＝31.5KA 符合要求。 ④动稳定校验 ：

10kV母线短路三相冲击电流：ich=58.4(kA) ZN28-10/1000断路器的极限通过电流Igf=80(kA) ichβ//=ΣI(0) /ΣI(4)=22.93 / 22.44=1.02 查曲线：tep＝3.6秒

10kV母线三相短路热容量：Qdt=I(4)

2

2

tep=1806(kAS)

ZN28-10/1000断路器的4秒热稳定电流：It=31.5(kA) It

2

t=31.5×4=3969(kAS)

2

2

22

I(4)tep⑥温度校验：

ZN28-10/1000断路器允许使用环境温度：-40℃～40℃ 盐北变电所地区气温：-10℃～39℃，所以符合要求。

通过以上校验可知，主变10kV侧断路器及10KV分段断路器的选择符合要求。 5、10kV出线断路器的选择

第 50 页 共 75 页

河海大学2001年级电气工程及自动化专业（函授）毕业设计 muyu0991

（1） 额定电压：Ue=10kV

（2） 额定电流：按负荷最大的10KV出线考虑

IgmaxS104.26103246A 3UN310（3） 根据有关资料选择断路器如下

数量 12 技术参数 额定电额定开断极限通过电流 4秒热稳定Igf (kA) 80 电流(kA) 31.5 型号 流I（A） 电流（KA） 630 31.5 ZN28-10/630

(4)校验： ①Ue=10kV=UN

②I=630A>Igmax=246A ③额定开断电流校验：

10kV母线三相稳态短路电流ΣI(4) =22.4 KA ZN28-10/630断路器的额定开断电流＝31.5KA 符合要求。 ④动稳定校验 ：

10kV母线短路三相冲击电流：ich=58.4(kA) ZN28-10/630断路器的极限通过电流Igf=80(kA) ichβ//=ΣI(0) /ΣI(4)=22.93 / 22.44=1.02 查曲线：tep＝3.6秒

10kV母线三相短路热容量：Qdt=I(4)

2

2

tep=1806(kAS)

ZN28-10/630断路器的4秒热稳定电流：It=31.5(kA) It

2

t=31.5×4=3969(kAS)

第 51 页 共 75 页

22

河海大学2001年级电气工程及自动化专业（函授）毕业设计 muyu0991

I(4)tep⑥温度校验：

ZN28-10/630断路器允许使用环境温度：-40℃～40℃ 盐北变电所地区气温：-10℃～39℃，所以符合要求。 通过以上校验可知，主变10kV出线断路器的选择符合要求。

三、隔离开关的选择

22

隔离开关是变电所中常用的电器，它需与断路器配套使用。因其无灭弧装置，不能用来接通和切断负荷电流及短路电流。它的主要用途是隔离电压、倒闸操作、分合小电流。

1、110kV隔离开关的选择 (1)额定电压：Ue=110kV

(2)额定电流：Ie>盐北变电所最大长期工作电流Igmax

IgmaxS275(140%)1031102A （考虑变压器事故过负荷的能力3Ue311040%）

(3)根据有关资料选择GW4-110/1250型隔离开关

技术参数 型号 数量 额定电流I（A） GW4-110/1250

(4)校验：

①Ue=110kV=UN ②I=1250A>1102A ③动稳定校验 ：

110kV母线短路三相冲击电流：ich=7.83(kA) GW4-110/1250断路器的极限通过电流Igf=25(kA) ich第 52 页 共 75 页

极限通过电流 Igf (kA) 25 4秒热稳定电流(kA) 25 10 1250 河海大学2001年级电气工程及自动化专业（函授）毕业设计 muyu0991

④热稳定校验：

β//=ΣI(0) /ΣI(4)=3.07 / 2.71=1.13 查曲线：tep＝3.6秒

110kV母线短路热容量：Qdt=I（4）

2

tep=26.4(kAS)

2

GW4-110/1250断路器的4秒热稳定电流：It=25(kA) It

2

t=25×4=2500(kAS)

22

I（4）2tep⑤温度校验：

GW4-110/1250断路器允许使用环境温度：-40℃～40℃ 盐北变电所地区气温：-10℃～39℃，符合要求。

通过以上校验可知，110kV侧所选GW4-110/1250断路器完全符合要求。 2、35kV主变总断路器及分段断路器两侧隔离开关的选择 (1)额定电压：Ue=35kV

(2)额定电流：按70％的35KV最大负荷考虑

Igmax70%S3570%114.81031326A

3UN335(3)根据有关资料选择隔离开关如下

技术参数 型号 数量 额定电流I（A） GW5-35/1600

（4） 校验： ①Ue=35kV=UN ②I=1600A>Igmax=1326A ③动稳定校验 ：

35kV母线短路三相冲击电流：ich=19.84(kA)

第 53 页 共 75 页

极限通过电流 Igf (kA) 25 4秒热稳定电流(kA) 25 6 1600 河海大学2001年级电气工程及自动化专业（函授）毕业设计 muyu0991

GW5-35/1600隔离开关的极限通过电流Igf=25(kA) ichβ//=ΣI(0) /ΣI(4)=7.78 / 7.28=1.07 查曲线：tep＝3.55秒

35kV母线三相短路热容量：Qdt=I(4)

2

2

tep=188(kAS)

GW5-35/1600隔离开关的4秒热稳定电流：It=25(kA) It

2

t=25×4=2500(kAS)

2

2

22

I(4)tep⑤温度校验：

GW5-35/1600隔离开关允许使用环境温度：-40℃～40℃ 盐北变电所地区气温：-10℃～39℃，所以符合要求。

通过以上校验可知，主变35kV侧断路器及35KV分段断路器两侧隔离开关的选择完全符合要求。

3、35kV出线断路器两侧及35KV母线PT隔离开关的选择 （1） 额定电压：Ue=35kV

（2） 额定电流：按35KV出线最大负荷考虑

IgmaxS3528.1103464A 3UN335（3） 根据有关资料选择隔离开关如下

数量 22 技术参数 额定电额定开断极限通过电流 4秒热稳定Igf (kA) 25 电流(kA) 25 型号 流I（A） 电流（KA） 630 25 GW5-35/630

(4)校验： ①Ue=35kV=UN

第 54 页 共 75 页

河海大学2001年级电气工程及自动化专业（函授）毕业设计 muyu0991

②I=630A>Igmax=464A ③动稳定校验 ：

35kV母线短路三相冲击电流：ich=19.84(kA) GW5-35/630隔离开关的极限通过电流Igf=25(kA) ichβ//=ΣI(0) /ΣI(4)=7.78 / 7.28=1.07 查曲线：tep＝3.55秒

35kV母线三相短路热容量：Qdt=I(4)

2

2

tep=188(kAS)

GW5-35/630隔离开关的4秒热稳定电流：It=25(kA) It

2

t=25×4=2500(kAS)

2

2

22

I(4)tep⑤温度校验：

GW5-35/630隔离开关允许使用环境温度：-40℃～40℃ 盐北变电所地区气温：-10℃～39℃，所以符合要求。

通过以上校验可知，35kV出线断路器两侧及35KV母线PT隔离开关的选择符合要求。 4、主变10kV侧断路器及10KV分段断路器两侧隔离开关的选择 （1）额定电压：Ue=10kV

（2）额定电流：按10KV最大负荷考虑

IgmaxS1014.2103820A 3UN310

(3)根据有关资料选择隔离开关如下

技术参数 型号 数量 额定电流I（A） 极限通过电流 4秒热稳定Igf (kA) GN19-10/1000 6 1000 第 55 页 共 75 页

电流(kA) 31.5 80 河海大学2001年级电气工程及自动化专业（函授）毕业设计 muyu0991

(4)校验： ①Ue=10kV=UN ②I=1000A>Igmax=820A ③动稳定校验 ：

10kV母线短路三相冲击电流：ich=58.4(kA) GN19-10/1000隔离开关的极限通过电流Igf=80(kA) ichβ=ΣI(0) /ΣI(4)=22.93 / 22.44=1.02

//

查曲线：tep＝3.6秒

10kV母线三相短路热容量：Qdt=I(4)

2

tep=1806(kAS)

2

GN19-10/1000隔离开关的4秒热稳定电流：It=31.5(kA) It

2

t=31.5×4=3969(kAS)

2

2

22

I(4)tep⑤温度校验：

GN19-10/1000隔离开关允许使用环境温度：-40℃～40℃ 盐北变电所地区气温：-10℃～39℃，所以符合要求。

通过以上校验可知，主变10kV侧断路器及10KV分段断路器两侧隔离开关的选择完全符合要求。

5、10kV出线断路器两侧隔离开关及10KV母线PT隔离开关的选择 （1）额定电压：Ue=10kV

（2）额定电流：按负荷最大的10KV出线考虑

IgmaxS104.26103246A 3UN310

(3)根据有关资料选择隔离开关如下

第 56 页 共 75 页

河海大学2001年级电气工程及自动化专业（函授）毕业设计 muyu0991

技术参数 型号 数量 额定电流I（A） 极限通过电流 4秒热稳定电Igf (kA) GN19-10/630

(4)校验： ①Ue=10kV=UN ②I=630A>Igmax=246A ③动稳定校验 ：

10kV母线短路三相冲击电流：ich=58.4(kA) GN19-10/630隔离开关的极限通过电流Igf=80(kA) ichβ//=ΣI(0) /ΣI(4)=22.93 / 22.44=1.02 查曲线：tep＝3.6秒

10kV母线三相短路热容量：Qdt=I(4)

2

2

流(kA) 31.5 26 630 80 tep=1806(kAS)

GN19-10/630隔离开关的4秒热稳定电流：It=31.5(kA) It

2

t=31.5×4=3969(kAS)

2

2

22

I(4)tep⑤温度校验：

GN19-10/630隔离开关允许使用环境温度：-40℃～40℃ 盐北变电所地区气温：-10℃～39℃，所以符合要求。

通过以上校验可知，10kV出线断路器两侧隔离开关及10KV母线PT隔离开关的选择符合要求。

四、 电流互感器的选择 (一) 总的说明

1、根据电流互感器装置处电压等级确定额定电压 2、根据Ie=Igmax／110%确定CT一次额定电压

第 57 页 共 75 页

河海大学2001年级电气工程及自动化专业（函授）毕业设计 muyu0991

3、根据互感器CT用途，确定其级次组别及接线方式

4、110kV线路侧设置差动、过电流、测量三组CT，接成三相星形

110kV桥开关一侧设置差动、过电流、测量三组CT，接成三相星形，另一侧

设置差动一组CT，接成三相星形

35kV主变出口处设置差动、计量、测量及电流保护三组CT，接成三相星形 35kV负荷出线处设置计量、测量及电流保护二组CT，接成二相星形 10kV主变出口处设置差动、计量、测量及电流保护三组CT，接成三相星形 10kV负荷出线处设置计量、测量及电流保护二组CT，接成二相星形 5、选定型号，根据短路情况校验热稳定及动稳定 （二）CT选择

1、110KV电流互感器选择 （1）U1e=U1g=110kV （2）Igmax=110%I1e

1102Ie1000A

110%1.1Igmax（3）预选：LB7-110 ,技术参数如下表

型号 技术参数 电流比 1200/5 级次组合 0.2/10P15/10P20 Kd 135 Kt 75/1s LB7-110 (4)校验：

①热稳定校验：

I(4)tep=26.4(kAS) I1e=1200A；Kt=75；t=1s

(I1eKt) I(4)

2

2

22

t=(1.2×75)×1=8100(kAS)

2

22

tep<(I1eKt)t

符合要求 ②动稳定校验：

K=135；I1e=1200A；ich=7.83(kA) 2I1eKd21.2135229 (kA)

第 58 页 共 75 页

河海大学2001年级电气工程及自动化专业（函授）毕业设计 muyu0991

ich2I1eKd

符合要求

通过以上校验可知，选择LB7-110型电流互感器符合要求。 2、主变35KV侧总开关CT及35KV分段开关CT选择 （1）U1e=U1g=35kV （2）Igmax=110%I1e

1326Ie1205A

110%1.1Igmax（3）预选：LB6-35 ,技术参数如下表

型号 技术参数 电流比 1500/5 级次组合 0.2/10P15/10P20 Kd 135 Kt 75/1s LB6-35 (4)校验：

①热稳定校验：

I(4)tep=188(kAS) I1e=1500A；Kt=75；t=1s

(I1eKt) I(4)

2

2

22

t=(1.5×75)×1=12656(kAS)

2

22

tep<(I1eKt)t

符合要求 ②动稳定校验：

K=135；I1e=1500A；ich=19.84(kA) 2I1eKd21.5135286 (kA) ich2I1eKd

符合要求

通过以上校验可知，选择LB6-35型电流互感器符合要求。 3、35KV A线路CT选择 （1）U1e=U1g=35kV （2）Igmax=110%I1e

第 59 页 共 75 页

河海大学2001年级电气工程及自动化专业（函授）毕业设计 muyu0991

IgmaxS28.1103464A

3Ue335

IeIgmax110%464422A 1.1（3）预选：LB6-35 ,技术参数如下表

型号 技术参数 电流比 500/5 级次组合 0.2/10P15/10P20 Kd 135 Kt 75/1s LB6-35 (4)校验：

①热稳定校验：

I(4)tep=188(kAS) I1e=500A；Kt=75；t=1s

(I1eKt) I(4)

2

2

22

t=(0.5×75)×1=1406(kAS)

2

22

tep<(I1eKt)t

符合要求 ②动稳定校验：

K=135；I1e=500A；ich=19.84(kA) 2I1eKd20.513595.5 (kA) ich2I1eKd

符合要求

通过以上校验可知，选择LB6-35型电流互感器符合要求。 4、35KV B线路CT选择 （1）U1e=U1g=35kV （2）Igmax=110%I1e

IgmaxS21.2103350A

3Ue335

350Ie318A

110%1.1 第 60 页 共 75 页

Igmax河海大学2001年级电气工程及自动化专业（函授）毕业设计 muyu0991

（3）预选：LB6-35 ,技术参数如下表

型号 技术参数 电流比 400/5 级次组合 0.2/10P15/10P20 Kd 135 Kt 75/1s LB6-35 (4)校验：

①热稳定校验：

I(4)tep=188(kAS) I1e=400A；Kt=75；t=1s

(I1eKt) I(4)

2

2

22

t=(0.4×75)×1=900(kAS)

2

22

tep<(I1eKt)t

符合要求 ②动稳定校验：

K=135；I1e=400A；ich=19.84(kA) 2I1eKd20.413576 (kA) ich2I1eKd

符合要求

通过以上校验可知，选择LB6-35型电流互感器符合要求。 6、35KV 造纸厂线路CT选择 （1）U1e=U1g=35kV （2）Igmax=110%I1e

IgmaxS15.56103257A

3Ue335

Igmax257Ie234A

110%1.1（3）预选：LB6-35 ,技术参数如下表

型号 技术参数 电流比 300/5 级次组合 0.2/10P15/10P20 第 61 页 共 75 页

Kd 135 Kt 75/1s LB6-35 河海大学2001年级电气工程及自动化专业（函授）毕业设计 muyu0991

(4)校验： ①热稳定校验：

I(4)tep=188(kAS) I1e=300A；Kt=75；t=1s

(I1eKt) I(4)

2

2

22

t=(0.3×75)×1=506(kAS)

2

22

tep<(I1eKt)t

符合要求 ②动稳定校验：

K=135；I1e=300A；ich=19.84(kA) 2I1eKd20.313557 (kA) ich2I1eKd

符合要求

通过以上校验可知，选择LB6-35型电流互感器符合要求。 6、35KV 化工厂线路CT选择

因化工厂线路负荷与A线路负荷相同，故按照A线路选择CT如下：

型号 技术参数 电流比 500/5 级次组合 0.2/10P15/10P20 Kd 135 Kt 75/1s LB6-35

7、35KV冶炼厂线路CT选择

因冶炼厂线路负荷与B线路负荷相同，故按照A线路选择CT如下：

型号 技术参数 电流比 400/5 级次组合 0.2/10P15/10P20 Kd 135 Kt 75/1s LB6-35

8、主变10KV侧总开关CT及10KV分段CT选择 （1）U1e=U1g=10kV （2）Igmax=110%I1e

第 62 页 共 75 页

河海大学2001年级电气工程及自动化专业（函授）毕业设计 muyu0991

820Ie746A

110%1.1Igmax（3）预选：LFZ-10 ,技术参数如下表

型号 技术参数 电流比 1000/5 级次组合 0.2/10P15/10P20 Kd 135 Kt 75/1s LFZ-10 (4)校验：

①热稳定校验：

Qdt=I(4)tep=1806(kAS),I1e=1000A；Kt=75；t=1s

(I1eKt) I(4)

2

2

22

t=(1×75)×1=5625(kAS)

2

22

tep<(I1eKt)t

符合要求 ②动稳定校验：

K=135；I1e=1000A；ich=19.84(kA) 2I1eKd21135191 (kA) ich2I1eKd

符合要求

通过以上校验可知，选择LFZ-10型电流互感器符合要求。 9、10KV A线路CT选择 （1）U1e=U1g=10kV （2）Igmax=110%I1e

IgmaxS4.25103245A

3Ue310

245Ie227A110%1.1Igmax

（3）预选：LFZ-10 ,技术参数如下表

第 63 页 共 75 页

河海大学2001年级电气工程及自动化专业（函授）毕业设计 muyu0991

型号 技术参数 电流比 300/5 级次组合 0.2/10P15/10P20 Kd 225 Kt 175/1s LFZ-10 (4)校验：

①热稳定校验：

Qdt=I(4)tep=1806(kAS),I1e=300A；Kt=175；t=1s

(I1eKt) I(4)

2

2

22

t=(0.3×175)×1=2756(kAS)

2

22

tep<(I1eKt)t

符合要求 ②动稳定校验：

K=225；I1e=300A；ich=19.84(kA) 2I1eKd20.322595.4 (kA) ich2I1eKd

符合要求

通过以上校验可知，选择LFZ-10型电流互感器符合要求。 10、10KV B线路CT选择 （1）U1e=U1g=10kV （2）Igmax=110%I1e

IgmaxS2.93103169A

3Ue310

Igmax169Ie153.6A

110%1.1（3）预选：LFZ-10 ,技术参数如下表

型号 技术参数 电流比 200/5 级次组合 0.2/10P15/10P20 Kd 225 Kt 225/1s LFZ-10 (4)校验：

①热稳定校验：

第 64 页 共 75 页

河海大学2001年级电气工程及自动化专业（函授）毕业设计 muyu0991

Qdt=I(4)tep=1806(kAS),I1e=200A；Kt=225；t=1s

(I1eKt) I(4)

2

2

22

t=(0.2×225)×1=2025(kAS)

2

22

tep<(I1eKt)t

符合要求 ②动稳定校验：

K=225；I1e=200A；ich=19.84(kA) 2I1eKd20.222563.6 (kA) ich2I1eKd

符合要求

通过以上校验可知，选择LFZ-10型电流互感器符合要求。 11、10KV 毛纺厂线路CT选择

因毛纺厂线路负荷与B线路负荷相差不多，故按照B线路选择CT如下：

型号 技术参数 电流比 200/5 级次组合 0.2/10P15/10P20 Kd 225 Kt 225/1s LFZ-10

12、10KV 水泥厂线路CT选择 同理，该线路CT选择如下：

型号 技术参数 电流比 200/5 级次组合 0.2/10P15/10P20 Kd 225 Kt 225/1s LFZ-10

13、10KV 纺织厂线路CT选择 同理，该线路CT选择如下：

型号 技术参数 电流比 200/5 级次组合 0.2/10P15/10P20 Kd 225 Kt 225/1s LFZ-10

14、10KV 水厂线路CT选择 同理，该线路CT选择如下：

第 65 页 共 75 页

河海大学2001年级电气工程及自动化专业（函授）毕业设计 muyu0991

型号 技术参数 电流比 200/5 级次组合 0.2/10P15/10P20 Kd 225 Kt 225/1s LFZ-10

五、 电压互感器选择 （一） 总的说明

1、根据电压互感器装置处电压等级确定电压

2、 根据用途及负荷确定准确度、二次电压、二次负荷量及联接方式 （二）选择

1、110kV线路CVT选择：

选取WVB110-20H 户外 ； 额定变比：

110000100//100； 33 0.2级：150VA 0.5级：150VA 3P级：100VA

2、35kV侧PT选择：

选取JDXN6-35 户外 ； 额定变比： 0.2级：100VA 6P级：100VA

3、10kV侧PT选择：

选取JDZX-10 户内 ； 额定变比：10000/100/100；

335000100100； //333 0.2级：100VA 3P级：100VA 6P级：100VA

六、避雷器的选择

1、根据变电所设备避雷器要求及主接线形式应在下列点装设避雷器 （1） 110kV进线端，防止110kV线路雷电流侵入变电所 （2） 35kV母线，防止线路雷电流侵入变电所 （3） 10kV母线，防止线路雷电流侵入变电所 （4） 主变110kV中性点接地

2、根据各级电压等级确定避雷器的额定电压 避雷器列表

第 66 页 共 75 页

河海大学2001年级电气工程及自动化专业（函授）毕业设计 muyu0991

型号 Y10W5-100/260W HY5WZ-53/134 HY5WZ-17/45 HY5W-73/176 技术参数 Un (kV) 100 53 17 73 安装地点 110KV进线 35KV母线 35KV母线 主变中性点 数量（组） 2 2 2 2 残压 (kV) 260 134 45 176

七、 主母线选择

（一）35kV侧母线选择(软母线) 1、按最大持续工作电流选择导线载面S 即：Igmax≤KQIP ；Igmax=1326A

待建变电所最热月平均气温为35℃，查表得KQ=0.89

IgmaxKQ13261490A

0.89IP=1490A>1326A

所以预选LGJ-2×4002、校验： ① 热稳定校验：

导线

S选Smin Smin S

选

I(4)Ctep

7.281033.55158(mm2)

87=2×400mm>Smin=158mm 符合要求

2

2

22

②动稳定校验： 因为选用导线S校验。

通过以上校验LGJ-2×400导线符合条件。 （二）10kV侧母线选择（硬母线）

第 67 页 共 75 页

选

=2×400mm>35mm

满足架空线路的安全机械强度要求，故不必

河海大学2001年级电气工程及自动化专业（函授）毕业设计 muyu0991

1、按最大持续工作电流选择导线载面S 即：Igmax≤KQIP ；Igmax=820A

待建变电所最热月平均气温为35℃，查表得KQ=0.89

IgmaxKQ820921A

0.89IP=921A>820A

所以预选：LMY—63×8 平放 2、校验： ① 热稳定校验：

S选SminI(4)Ctep

I（4）=22.4kA；C=171；tep=3.6

22.4103Smin3.624.8(mm2)

171S选=63×8=504mm>Smin=24.8mm 符合要求

②动稳定校验：

2

2

σ

max

≤σy

σy=69×106Pa

Òmax1.732ichl2108(Pa) w Ich=58.4；L=1.2m；

α=0.25；w=0.167bh=5.3×10； b=0.008m；h=0.063；β=1

Òmax σ

max

2－6

1.2211.7358.410264.1106(Pa) 60.255.3102<σy 符合条件

通过以上校验 LMY—63×8 平放，符合条件。

第 68 页 共 75 页

河海大学2001年级电气工程及自动化专业（函授）毕业设计 muyu0991

八、消弧线圈设计

35kV供电系统采用非直接接地系统，当电容电流大于10A时，系统发生单相接地时将产生弧光过电压，对供电可靠性和电气设备构成威胁，故应装设消弧线圈

L(10128710)294(km)11IcUNL35949.4(A)10A

350350因此，本变电站暂不需要安装消弧线圈。

第 69 页 共 75 页

河海大学2001年级电气工程及自动化专业（函授）毕业设计 muyu0991

第八章

继电保护配置

电网继电保护配置的原则是首先满足继电保护的四项基本要求，即满足选择性、速动性、灵敏性、可靠性。然后各类保护的工作原理、性能结合电网的电压等级、网络结构、接线方式等特点进行选择，使之能够有机配合起来，构成完善的电网保护。

一．110KV部分：

110KV采用了内桥接线，所以在110KV不需要装设保护。

二．35KV部分：

线路保护：在35KV小接地电流系统的线路上，应装设反映相间故障和单相接地故障的保护装置。考虑反映相间故障装设两段式电流保护：限时电流速断保护、定时过流保护。保护动作于出线断路器，保护采用两相式接线。加装三相一次重合闸。反映单相接地故障，加装反映零序电压的接地信号装置，单相接地时发出信号。

母联开关保护：加装带时限的定时过流保护，作为母线充电时的保护。

三．10KV部分：

线路保护：在10KV小接地电流系统的线路上，应装设反映相间故障和单相接地故障的保护装置。考虑反映相间故障装设两段式电流保护：限时电流速断保护、定时过流保护。保护动作于出线断路器，保护采用两相式接线。加装三相一次重合闸。反映单相接地故障，加装反映零序电压的接地信号装置，单相接地时发出信号。

母联开关保护：加装带时限的定时过流保护，作为母线充电时的保护。

第 70 页 共 75 页

河海大学2001年级电气工程及自动化专业（函授）毕业设计 muyu0991

一、主变压器保护配置

1、瓦斯保护：作为变压器的主保护，反应变压器油箱内部故障，包括绕组的相间短路，接地短路，匝间短路以及铁芯烧损，油面降低等。轻瓦斯动作于信号，重瓦斯动作于断开变压器各侧断路器。

2、纵差保护：作为主变压器的主保护，反应变压器绕组、套管和引出线上的相间短路，大电流接地系统侧绕组和引出线的单相接地、短路以及绕组匝间短路，采用三相CT分别装于主变三侧四点上用专用的CT。

3、复合电压启动的定时限过流保护：是瓦斯保护、纵差保护的后备保护，反应发生各种不对称短路时出现的负序电压。

4、零序电流保护：反应变压器外部接地短路。

5、过负荷保护：反应变压器对称过负荷，保护接于一相电流上，常延时动作于信号，和过流保护共用一个CT。

二、母线保护

1、35kV单母线分段(分列运行)，不采用专门的保护，当母线故障时，可由变压器35kV侧断路器跳开切除故障。

2、10kV单母线分段(分列运行)，不采用专门的保护，当母线故障时，可由变压器10kV侧断路器跳开切除故障 。

三、线路保护

1、110kV进线：因为110KV盐北变电所处在系统的受电端，故110KV进线不设保护

2、35kV线路保护：：(电流速断保护、定时限过流保护)二段式电流保护、快速重合闸

（1）Ⅰ段电流速断保护作为主保护，反应于相间故障时因电流增大而瞬时动作的电流保护，保护线路全长的15%~20%。

（2）Ⅱ段定时限过流保护，作为Ⅰ段电流速断保护的后备保护，不仅能保护本线路的全长，而且也能保护相邻线路的全长。电流保护采用二相CT(A、C相)。

（3）当线路上出现瞬时故障如不终止供电，应装设自动重合闸装置。

（4）当线路发生单相接地故障时，因35kV为小电流接地系统，可以继续运行2小时，故只作用于信号，而不跳开断路器，接于PT的开口三角处。

第 71 页 共 75 页

河海大学2001年级电气工程及自动化专业（函授）毕业设计 muyu0991

3、10kV线路保护：二段式电流保护(电流速断保护、定时限过流保护)、快速重合闸

（1）主保护采用二段定时限电流速断保护 ，比Ⅰ段高△t时限，保护线路全线的70%~80%。

（2）当线路上出现瞬时故障如不终止供电，应装设自动重合闸装置。

（3）当线路发生单相接地故障时，因10kV为小电流接地系统，可以继续运行2小时，故只作用于信号，而不跳开断路器，接于PT的开口三角处。

第 72 页 共 75 页

河海大学2001年级电气工程及自动化专业（函授）毕业设计 muyu0991

第十章 配电装置及电气总平面布置设计

第一节 配电装置选择

1．配电装置是发电厂和变电所的重要组成部分，它是按主接线的要求由开关设备、保护和测量电器、母线装置和必要的辅助设备构成用来接受和分配电能。

2．配电装置设计原则：

高压配电装置必须根据电力系统条件，自然环境特点和运行检修和施工方面的要求，合理制定布置方案和选用设备，积极慎重地采用新布置，新设备，新材料，新结构，使配电装置设计不断创新，做到技术先进，经济合理，运行可靠，维护方便。

3．配电装置应满足以下基本要求：

1）配电装置的设计必须贯彻执行国家基本建设方针和技术经济政策。

2）保证运行可靠，按照系统和自然条件，合理选择设备，在布置上力求整齐、清晰，保证具有足够的安全距离。

3）便于检修、巡视和操作。

4）在保证安全的前提下，布置紧凑，力求节约材料和降低造价。 5）安装和扩建方便。

第二节 防雷设计及接地装置设计

变电所是电力系统的中心环节，若发生雷击事故，将造成断路器跳闸，而引起大面积停电，严重的雷击过电压将有可能损坏主要电气设备，而使变电所长时间停电，因此变电所必须进行防雷保护。

变电所遭受雷害可能来自两个方面，雷直击于变电所，雷击线路沿线路入侵的雷电波，对直击雷的保护一般采用避雷器或避雷线，对雷电侵入波的保护，采用母线上装装设避雷器，设置母线保护段以及采取主变保护，和变压器中性点保护的方法，以限制入侵雷电波的幅值。

一 雷电侵入波保护 1．进线段保护 110kV全线架设避雷线。

第 73 页 共 75 页

河海大学2001年级电气工程及自动化专业（函授）毕业设计 muyu0991

2．母线上装设避雷器。

在每个母线上都应装一组，且离主变近一些，避雷器距变压器和其它保护设备之间距离不应大于其最大电气距离。

3．变压器中性点保护

对小接地电流系统，中性点一般不设避雷器，但在多雷区或单进线变电所就应装设，在中性点直接接地系统且变压器分级绝缘时，在中性点设一个避雷器。

根据《25项反措》要求，中性点放电间隙采用水平布置，材料为￠14不锈钢圆钢。 4．3~35kV配电装置：

每组母线上都应装避雷器。 二 直击雷保护 直击雷保护对象是各电压级屋外配电装置以及主控室等，在保护时应注意以下规定：

1．110kV配电装置在架构上，或屋顶上，装避雷针或设独立针，但当土壤电阻率大于1000Ωm时，必须设独立针，以防止反击事故。

2．屋外变压器组合导线母线桥等必须装独立避雷针，而不能将避雷针装在架构上。 3．对主控室及室内配电装置的保护，在雷电活动强的地区应装设独立针。若屋顶为金属材料，可引至接地装置，若屋子为钢筋混凝土结构，则将钢筋焊成网，接至接地装置。其它房屋结构要设避雷带，引至接地点。

4．一般110kV变电所装避雷针3~5支，高度为25~35m。

为了防止避雷针与被保护设备或构架之间的空气间隙S1L被击穿而造成反击事故，必须要求SR大于一定距离。

同样为了防止避雷针接地装置和被保护设备接地装置之间在土壤中的间隙Scl被击穿，必须要求大于Scl大于一定距离。

在一般情况下，SR不应小于5m，Scl不应小于3m。

（本次防雷设计中采用三极35m的避雷针，进行防雷保护）。 具体计算数据见下表： 编号 h（m） h（x）（m） #1 #2 #3 35 10 30.225 15.3 20.36 rk（m） D12 D13 D23 bx12 13.59 bx13 12.43 bx23 21.25 D(m) bx(m) 69.25 74.28 36 21.543 20.385 29.2

第 74 页 共 75 页

河海大学2001年级电气工程及自动化专业（函授）毕业设计 muyu0991

参考文献

《电气工程专业毕业设计指南－电力系统分册》 陈跃 《电力工程》 陈志业 《电力系统继电保护》 李骏年 《发电厂电气设备》范锡普

《电力系统课程设计及毕业设计参考资料》 曹绳敏 《电力工程电气设备手册上》

能源部西北电力设计院编.《电力工程电气设计手册》

电力工业部电力规划设计总院.《电力系统设计手册》

解广润.《电力系统过电压》

张小青.《建筑物内电子设备的防雷保护》

朱声石.《继电保护原理与技术》

严璋、朱德恒.《高电压绝缘技术》

邱关源.《电工基础》.（上册）

郑春开.《电动力学》.

西北电力设计院.东北电力设计院.《电力工程设计手册》（第一册）

杨以涵.《电力系统分析基础》

第 75 页 共 75 页